Как устроены дисковые тормоза автомобиля

Виды, устройство и принцип работы дисковых тормозов

Дисковые гидравлические тормоза являются одной из разновидностей тормозных механизмов фрикционного типа. Их вращающаяся часть представлена тормозным диском, а неподвижная – суппортом с тормозными колодками. Несмотря на достаточно распространенное применение тормозов барабанного типа, дисковые тормоза все же приобрели наибольшую популярность. Разберемся в устройстве дискового тормоза, а также узнаем отличия между двумя тормозными механизмами.

Устройство дисковых тормозов

Конструкция дискового тормоза следующая:

Суппорт, представляющий собой чугунный или алюминиевый корпус (в виде скобы), закреплен на поворотном кулаке. Конструкция суппорта позволяет ему перемещаться по направляющим в горизонтальной плоскости относительно тормозного диска (в случае механизма с плавающей скобой). В корпусе суппорта размещены поршни, которые при торможении прижимают тормозные колодки к диску.

Рабочий тормозной цилиндр выполнен непосредственно в корпусе суппорта, внутри него находится поршень с уплотнительной манжетой. Для удаления скопившегося воздуха при прокачке тормозов на корпусе установлен штуцер.

Тормозные колодки, представляющие собой металлические пластины с закрепленными фрикционными накладками, устанавливаются в корпус суппорта по обеим сторонам тормозного диска.

Вращающийся тормозной диск устанавливается на ступицу колеса. Крепление тормозного диска к ступице осуществляется при помощи болтов.

Виды дисковых тормозных механизмов

Дисковые тормоза делятся на две большие группы по типу применяемого суппорта (скобы):

В первом варианте скоба имеет возможность перемещаться по направляющим и имеет один поршень. Во втором случае скоба фиксирована и содержит два поршня, установленные по разные стороны от тормозного диска. Тормозные механизмы с фиксированной скобой способны создавать большее усилие прижатия колодки к диску и, соответственно, большую тормозную силу. Однако и стоимость их выше, чем у тормозов с плавающей скобой. Поэтому данные тормозные механизмы применяются, в основном, на мощных автомобилях, (с использованием нескольких пар поршней).

Принцип работы дисковых тормозов

Дисковый тормозной механизм, как и любой другой тормоз, предназначен для изменения скорости движения автомобиля.

Пошаговая схема работы дисковых тормозов:

Виды тормозных дисков

По материалу изготовления тормозные диски подразделяются на:

Чаще всего тормозные диски изготовлены из чугуна, который имеет хорошие фрикционные свойства и невысокую стоимость производства. Износ тормозных дисков из чугуна не велик. С другой стороны, при регулярном интенсивном торможении, вызывающем повышение температуры, возможно коробление чугунного диска, а при попадании на него воды – покрытие трещинами. Помимо этого, чугун достаточно тяжелый материал, а после длительной стоянки может покрываться ржавчиной.

Известны диски и из нержавейки, которая не так чувствительна к перепадам температур, но обладает более слабыми фрикционными свойствами, чем чугун.

Карбоновые диски отличаются меньшим весом, по сравнению с чугунными. Также они имеют более высокий коэффициент трения и рабочий диапазон. Однако по своей стоимости такие диски могут конкурировать со стоимостью автомобиля малого класса. Да и для нормальной работы необходим их предварительный прогрев.

Керамические тормоза не могут сравниться с карбоном по показателю коэффициента трения, но имеют ряд своих преимуществ:

Есть у керамики и свои минусы:

Тормозные диски можно подразделить и на:

Первые состоят из двух пластин с полостями между ними. Это сделано для лучшего отвода тепла от дисков, средняя рабочая температура которых составляет 200-300 градусов. Вторые имеют перфорацию/насечки по поверхности диска. Перфорация или насечки предназначены для отвода продуктов износа тормозных колодок и обеспечения постоянного коэффициента трения.

Виды тормозных колодок

Тормозные колодки, в зависимости от материала фрикционных накладок, подразделяются на следующие виды:

Первые очень вредны для организма, поэтому чтобы поменять такие колодки, нужно соблюдать все меры безопасности.

В безасбестовых колодках роль армирующего компонента могут выполнять стальная вата, медная стружка и другие элементы. Стоимость и качество колодок будут зависеть от их составляющих элементов.

Наилучшими тормозными свойствами обладают колодки, сделанные на основе органических волокон, но и стоимость их будет высока.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

Износ тормозных дисков напрямую связан со стилем вождения автомобилиста. Степень износа определяется не только километражем, но и ездой по плохим дорогам. Также на степень износа тормозных дисков влияет их качество.

Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.

Среднее значение минимально допустимой толщины диска передних тормозов – 22-25 мм, задних – 7-10 мм. Это зависит от веса и мощности автомобиля.

Основными факторами, указывающими на то, что передние или задние тормозные диски необходимо менять, являются:

Износ и замена колодок

Износ тормозных колодок, прежде всего, зависит от качества фрикционного материала. Немаловажную роль играет и стиль вождения. Чем интенсивнее будет торможение, тем сильнее износ.

Передние колодки изнашиваются быстрее задних за счет того, что при торможении они испытывают основную нагрузку. При замене колодок лучше менять их одновременно на обоих колесах, будь-то задние или передние.

Неравномерно могут изнашиваться и колодки, установленные на одну ось. Это зависит от исправности рабочих цилиндров. Если последние неисправны, то они сдавливают колодки неравномерно. Разница в толщине накладок в 1,5-2 мм может говорить о неравномерном износе колодок.

Существует несколько способов, позволяющих понять, нужно ли менять тормозные колодки:

Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Дисковые тормоза имеют ряд преимуществ перед барабанными. Их плюсы заключаются в следующем:

К основным недостаткам дисковых тормозов в сравнении с барабанными можно отнести:

Источник

Устройство дисковых тормозов

Виды дисковых тормозных механизмов

Принцип работы дисковых тормозов

Тормозной механизм с плавающей скобой. 1 – тормозной диск; 2 – тормозные колодки; 3 – поршень; 4 – рабочий тормозной цилиндр (суппорт)

Виды тормозных дисков

Известны диски и из нержавейки, которая не так чувствительна к перепадам температур, но обладает более слабыми фрикционными свойствами, чем чугун.

Перфорированный вентилируемый диск

Виды тормозных колодок

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Износ и замена дисков

Минимально допустимая толщина тормозного диска зависит от марки и модели транспортного средства.

Среднее значение минимально допустимой толщины диска передних тормозов – 22-25 мм, задних – 7-10 мм. Это зависит от веса и мощности автомобиля.

Износ и замена колодок

Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Источник

Дисковые тормоза

Тормозная система – важнейшая составляющая конструкции любого авто. Функция ее заключается в возможности контролировать движение и скорость, а также производить остановку транспортного средства. Дисковые тормоза — самый распространенный механизм, поэтому важно знать принцип его работы.

Устройство дисковых тормозов

Дисковые тормоза – устройства, работающие за счет силы трения (фрикционное действие). В современных авто применяются наряду с барабанными.

Механизм состоит из следующих элементов:

Материалы тормозных дисков

При производстве роторов используются различные материалы, характеристики которых влияют на качество, долговечность и работоспособность изделий.

Чугун – наиболее распространенный и доступный материал. Его свойства обеспечивают высокую износостойкость расходников. Но перепады температур и влага могут привести к его порче, а при продолжительном простое деталь быстро ржавеет. Важно отметить и большой вес тормозного элемента, но в любом случае основная масса реализуемых комплектующих чугунная.

Детали, сделанные из нержавейки, не подвержены коррозии, выносят резкие изменения температуры, но фрикционные качества несколько снижены.

Карбон легче чугуна, имеет хороший коэффициент трения, увеличенную рабочую площадь, но требует дополнительного ухода (прогрева перед началом работы) и при этом достаточно дорогой.

Керамическими дисками оснащают спорткары, что оправдано, ведь такие расходники долговечны, легки, прочны, устойчивы к износу, не ржавеют и выдерживают высокие температуры. Но слишком дороги для тюнинга обычных автолюбителей.

Как работает дисковый тормоз

Работу дискового механизма можно описать поэтапно.

Водитель нажатием на педаль создает повышенное давление внутри шлангов гидравлической тормозной системы (ГТС). ГТС – это герметичная система трубопроводов, где сигнал от педали до механизмов торможения передается при помощи жидкого компонента. Соответствующий шланг подведен к рабочему цилиндру суппорта.

Жидкость приводит в движение поршень, который сдвигается и входит в контакт с колодкой. Она прижимается к ротору и за счет трения снижает его обороты. Жесткое крепление диска к колесу позволяет произвести остановку либо снизить скорость транспортного средства.

Плюсы и минусы дисковых тормозов в сравнении с барабанными

Перед сравнением следует узнать конструкцию барабанных тормозов. Устройство механизма несложное. В отличие от дискового, на ступицу колеса устанавливают неподвижную часть устройства – барабан. Внутри него размещены две полукруглые колодки с накладками из фрикционного материала и тормозной цилиндр.

Поршни цилиндра воздействуют на колодки, раздвигают их и прижимают к стенкам барабана, который замедляет ход колес. Растормаживание происходит за счет работы возвратных пружин.

Конструкция барабанного тормоза достаточно проста, но дисковой тормоз в сравнении с ним обладает рядом преимуществ:

Присутствуют и существенные недостатки:

Типичные значения удельной площади охвата тормозов на тонну массы автомобиля

Площадь охвата – это размер поверхностного соприкосновения двух колодок с диском.

Чем показатель выше, тем надежнее тормозная система.

Виды тормозных дисков

Тормозные диски должны обладать хорошей теплопроводностью и теплоемкостью, быть жесткими и выдерживать воздействие колодок. Изделия различаются по размеру, что в конечном итоге влияет на размер подходящего колеса. Очевидно, что для каждой машины необходимо подбирать соответствующие ей комплектующие.

В зависимости от особенностей конструкции различаются:

Обычные

Цельная, без отверстий, деталь без каких-либо хитростей в конструкции. Используется на старых машинах, для которых свойственная спокойная езда.

Быстро нагреваются и медленно остывают. Не самая эффективная модель, но зато простая и доступная.

Вентилируемые тормозные диски

Трение колодок о диски приводит к нагреву детали. Единственным способом понизить температуру является охлаждение изделия воздухом.

Вентилируемые модели представляют собой «сэндвичи» из 2 обычных роторов с перегородками. Конструкция помогает воздуху циркулировать в созданных просветах и эффективно отводить тепло.

Перфорированные диски

Для тех же целей на поверхности перфорированных дисков выполняются отверстия. Уменьшенная жесткость компенсируется снижением риска получить деформацию при температурных колебаниях.

Диски с насечками

На поверхности диска выполнены косые углубления (насечки). Они помогают отводить горячий воздух от рабочей поверхности, увеличивают площадь диска для более качественного охлаждения и снижают взаимодействие с колодкой, что помогает уменьшить нагрев деталей.

Типы суппортов их особенности

Выделяют фиксированные и плавающие изделия.

Фиксированные крепятся жестко к подвеске. В металлическом корпусе по обе стороны от диска стоят цилиндры. Нажатие педали приводит поршни внутри цилиндров в движение, сжатие колодок происходит в двух сторонах одновременно.

Цилиндров в суппортах такого вида несколько, что повышает эффективность устройства. Поэтому такие модели ставят на транспорт, требующий усиленной тормозной системы (грузовики, спортивные авто, мотоциклы).

Фиксированный суппорт не имеет направляющих, что делает его простым и долговечным. Но минус заключается в их тяжести и увеличенных габаритах.

Плавающие прикрепляются к подвеске направляющими штырями (пальцами). Направляющие обеспечивают ход суппорта. Поскольку поршень в таких моделях прижимает только одну из колодок, вторая колодка, закрепленная на плавающей скобе, прижимается к диску, перемещаясь вместе с суппортом по направляющим.

Работа механизма происходит следующим образом: нажатие на педаль, поршень прижимает к диску одну из колодок, затем сдвигается весь суппорт, пока противоположная колодка не упрется в диск с другой стороны.

Большинство легковых машин оснащены именно плавающими моделями тормозных элементов. Такие изделия просты, имеют небольшой вес и стоимость ниже, чем у фиксированных, но чуть менее эффективны.

Как правило, в плавающих моделях от одного до двух цилиндров, фиксированные имеют 6-8. По конструкции различаются также задний и передний суппорта. Разница в размерах и наличии стояночного тормоза в моделях для задних колес.

Обслуживание тормозных дисков и колодок

Тормозные диски, как и колодки, изнашиваются по следующим причинам:

О необходимости заменить диск свидетельствует повреждение детали, увеличение тормозного пути, снижение уровня тормозной жидкости, биение диска при торможении.

Истирание колодок можно заметить при осмотре тормозных узлов (толщина 2-3 мм), при наличии скрипа и в случае оповещения на приборной панели, если изделие оснащено датчиками.

Как правило, передние колодки при более высокой нагрузке изнашиваются сильнее задних. Замену деталей следует производить одновременно на колесных парах.

Как продлить срок службы

Аккуратная эксплуатация. Специалисты не рекомендуют резкую остановку на длительное время после некоторого количества резких торможений. Поскольку лучше всего диски охлаждаются на ходу, деталь не успеет отдать тепло равномерно и без последствий. Экстремальные тепловые воздействия могут послужить причиной деформации элемента.

К снижению прочности диска приводит и удерживание горячих элементов в сжатом состоянии и после остановки. В месте контакта прекращается теплоотдача, из-за чего страдает материал детали.

Использование последних разработок в производстве фрикционных материалов для колодок. Современные модели в несколько раз снижают процент износа трущихся деталей, а торможение эффективно в любых условиях.

Возможные неполадки дисковых тормозных систем

Поломка дисковой тормозной системы происходит в случае выхода из строя отдельных ее элементов. Неисправными могут оказаться части суппорта, колодки, направляющие и прочие детали.

Основной проблемой суппортов всех типов является износ поршневых уплотнителей (манжеты) вследствие воздействия влаги и грязи, что приводит к выходу из строя самого поршня. Манжета может набухнуть либо растрескаться.

Испорченный уплотнитель приводит к неисправности в работе поршня (не возвращается на место при растормаживании), утечке тормозной жидкости, разгерметизации и завоздушиванию системы.

Признаки неисправных суппортов:

Колодки имеют свойство изнашиваться по объективным причинам, но иногда процесс происходит неравномерно. Такое возможно при закисании нижней направляющей. Колодка стирается только в верхней части. Также колодки может заклинить. Происходит это часто из-за коррозии. При этом показано удаление ржавчины, зачистка детали и добавление специальной смазки.

Закисание — характерная для плавающих суппортов неисправность, обусловленная тем, что направляющие теряют подвижность из-за прихода в негодность пыльников. Через отверстие на деталь попадает вода, грязь, что приводит к окислению. Подвижность ее нарушается либо прекращается, что провоцирует перекос и заклинивание устройства.

Закиснуть может и поршень тормозного цилиндра. Свидетельствовать о неисправности подобного рода может увеличившийся тормозной путь.

Неисправности, причиной которых стали испорченные уплотнители и пыльники, решаются разбором проблемной части, тщательной очисткой, смазкой и заменой испорченного комплектующего.

Завоздушивание. Признаком того, что в гидросистему попал воздух, служит вялое торможение. В таком случае следует провести диагностику, заменить испорченные детали, долить либо заменить тормозную жидкость, удалить воздух, прокачав тормоза.

Рейтинг популярных тормозных дисков

Тормозной диск – важная комплектующая автомобиля. От качества детали зависит безопасность и комфорт вождения. Развитие науки и техники позволяет совершенствовать технические характеристики и находить новые решения в деле автомобильной комплектации. Существует небольшой рейтинг лидерами рынка, специализирующихся на производстве расходников.

Ferodo

Компания, входящая в английский концерн Federal-Mogul, занимается производством элементов тормозных систем с конца 19 века. Специализируется на запчастях для легкового и коммерческого транспорта.

Тормозные диски Ferodo – элитный товар. Характеризуются высоким качеством, износостойкостью, равномерностью нагрева и устойчивостью к высоким температурам, обеспечивающим отличное торможение. Продукт покрыт антикоррозийным составом.

Концерн JNBK (Япония) выпускает диски и колодки, а также имеет большой ассортимент других запасных частей для городских авто. В последнее время уделяет большое внимание комплектующим для спортивных машин.

Продукция Nibk соответствует высоким стандартам качества, цены при этом доступные. Особые технологии производства чугуна позволяют увеличить время эксплуатации изделия.

Диски покрыты антикоррозийным покрытием, обладают повышенной сопротивляемостью агрессивным химическим составам, характерным для городских дорог, защищены от влаги. Небольшой недостаток заключается в шуме, производимом деталью во время работы.

Brembo

Итальянский лидирующий производитель комплектующих для тормозных систем. Оригинальные диски Brembo имеют уникальное, затвердевающее под УФ-лучами покрытие, производимое на водной основе, что делает его безвредным для окружающей среды.

Оно защищает деталь от воды и соли, что особенно важно для езды по городу.

Bosch

Известный немецкий производитель как запасных частей для автомобилей, так и бытовой техники, инструментов и т.д.

Изготавливается диски для легковых авто, мотоциклов, грузовиков и споркаров. Продукция Bosch долговечна, устойчива к износу, не производит много шума, сохраняет функциональность при любой погоде.

Lucas TRW

TRW – ведущая европейская компания по производству комплектующих. Диски этой фирмы качественные и безопасные. Материал изготовления – чугун и высокоуглеродистые сплавы.

Чугунные изделия прочны и покрыты защитным слоем, поэтому не ржавеют. Детали из сплавов обладают меньшим весом, устойчивы к деформациям и воздействию температур.

Ebc brakes

Продукция английской компании популярна как в Европе и Азии, так и в Соединенных Штатах. Является лидером среди производителей комплектующих для мототранспорта, но выпускает детали и для спортивных и городских авто.

EBC brakers использует технологию проверки изделий рентгеном для отбраковки деталей с внутренними дефектами (полостями и т.д.), что повышает качество продукта. Перфорированные изделия не имеют сквозных отверстий, что исключает риск растрескивания запчасти.

Otto zimmermann

Известный немецкий производитель неоригинальных запасных частей. Высокое качество по доступной цене. Фирма выпускает продукцию как для конвейерной сборки, так и для вторичного рынка.

Диски OZ идентичны оригинальным и соответствуют требованиям оригинальных производителей. Качество хорошее, устойчивы к истиранию.

Еще один немецкий бренд неоригинальных деталей, качество которых соперничает с оригинальными. Диски Ate представлены всего двумя линейками: оригиналы и усиленные. Оригинальные детали производятся для большого количества мировых марок авто, в том числе для Mercedes.

Конструкция усиленных позволяет изделиям выдерживать повышенные нагрузки при спортивной езде, машина держит дорогу и на мокрой трассе, не боятся грязи, влаги и перегрева.

Как правильно подобрать тормозной диск

Выбор такого элемента тормозной системы, как диски, должен зависеть не только от желания приобрести дорогую и качественную вещь, но и в большей степени от марки, состояния автомобиля, манеры езды и особенностей дорожного покрытия. Не всегда характеристики товара от популярного бренда совпадают с потребностями транспортного средства. Лучше всего подбирать комплектующее по техническим параметрам, руководствуясь консультацией продавца-специалиста либо механика с опытом.

Как не купить подделку

Советы, помогающие отличить подделку от оригинального товара, как правило, сводятся к следующему:

При всем разнообразии моделей комплектующих, устройство дискового тормоза остается стандартным. Следует помнить о важности этого узла и следить за его техническим состоянием.

Источник